1.2磁场对运动电荷的作用力(共24张PPT)
文档属性
| 名称 | 1.2磁场对运动电荷的作用力(共24张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 416.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-29 16:30:26 | ||
图片预览
文档简介
(共24张PPT)
磁场对运动电荷的作用
2
第一章 安培力与洛伦兹力
人教物理选择性必修2
实验演示
一 洛伦兹力的方向
1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
2.洛伦兹力与安培力的关系:安培力是洛伦兹力的宏观表现
3.洛伦兹力的方向
伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷的受力方向与正电荷相反。
1)左手定则
2)说明
f洛⊥B，f洛⊥v，f洛⊥Bv平面
因为f洛⊥v，f洛永远不做功，只起到改变速度方向的作用
1.推导：安培力是洛伦兹力的宏观表现
F安=Nf洛，N-导体中电荷的总个数
导体所受安培力F安=BIL
电流微观表达式 I=nqSv
导体中的电荷个数N=nLS
二 洛伦兹力的大小
2.公式
※※1） v⊥B，f =qvB
※2） v∥B，f =0
3） v与B夹角为θ，f =qvBsinθ
洛伦兹力 电场力
性质 磁场对在其中运动的电荷 有作用力(v≠B) 电场对放入其中的电
荷有作用力
产生 条件 v≠0，且v不与B平行 电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力
方向 左手定则 f⊥Bv平面 正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反
大小 f＝qvB(v⊥B) F＝qE
做功 情况 一定不做功 可能做正功，可能做负功，也可能不做功
3.洛伦兹力与电场力比较
三 电子束的磁偏转
1.结构
2.原理：电子束在磁场中偏转
问题1：电子束是怎样实现偏转的？
A
B
O
因电子束在磁场中受到洛伦兹力作用，所以发生偏转。
问题2：不加磁场电子束将打在O点，若要电子束打在A点，
偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
问题3：若要电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向里
问题4：若要电子束A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎么变化？
偏转磁场应该先垂直纸面向外逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐变大
A
B
O
3.扫描
电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机每秒要进行50场扫描，由于人的“视觉暂留”，我们感觉到整个屏幕都在发光。
四 洛伦兹力的应用
1.速度选择器
qvB
Eq
v
－
＋
1)应用:选择特定速度粒子
2)原理
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
B
E
若 ，则 的粒子做匀速直线运动（与m、q无关）。
①单向性：只可左侧进入，不仅选择速度大小，还选择速度方向。
②不选电性和电量
③E、B方向确定
④ v > E / B ，粒子偏向洛伦兹力方向，电场力做负功，动能减少
v < E / B ，粒子偏向电场力方向，电场力做正功，动能增加
2.磁流体发电机
1)应用：相当于发电机
2)结构：如图所示
3)原理
平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的正、负离子）喷入磁场，A、B之间就产生电压。如果把A、B和用电器相连，A、B就是一个直流电源的两极
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
A、B间电动势是多少？
已知板间距离为d，磁感应强度为B，等离子体的速度v垂直射入磁场
A、B哪个是正极？
A是正极
电离的气体
3.电磁流量计
1)应用
2)原理
测量高粘度及强腐蚀性流体的流量，它具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套等优点。
在非磁性材料做成的圆外加一匀强磁场，当管中的导电液流经此磁场区域时，测出管壁上a、b两点间的电压U，就可以知道管道中液体的流量Q-单位时间内流过液体的体积
3)流量计算
当电场力与洛伦兹力平衡时
a
b
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
B
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
v
D
课堂小结
大小：f洛=qvB
方向：左手定则，f洛⊥Bv平面
一、洛伦兹力
二、电视显像管的工作原理
A
B
O
1(多).在右面几幅图中，对洛伦兹力的方向判断正确的是( )
ABD
2．在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是( )
A．匀速直线运动
B．来回往复运动
C．变速直线运动
D．曲线运动
A
3．宇宙中的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将( )
A．竖直向下沿直线射向地面
B．相对于预定点稍向东偏转
C．相对于预定点稍向西偏转
D．相对于预定点稍向北偏转
C
4．关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是( )
A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力
B．安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷
一定不做功
C．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感
应强度一定为零
D．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变
带电粒子的运动状态
B
5．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说
法中正确的是( )
A．带电粒子沿电场线方向射入，电场力对带电粒子做
正功，粒子动能一定增加
B．带电粒子垂直于电场线方向射入，电场力对带电粒子
不做功，粒子动能不变
C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做
正功，粒子动能一定增加
D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子
都不做功，粒子动能不变
D
6．(多)如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则( )
A．小球带负电
B．小球的运动轨迹是一条抛物线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F 应逐渐增大
BD
再见！
磁场对运动电荷的作用
2
第一章 安培力与洛伦兹力
人教物理选择性必修2
实验演示
一 洛伦兹力的方向
1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
2.洛伦兹力与安培力的关系:安培力是洛伦兹力的宏观表现
3.洛伦兹力的方向
伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷的受力方向与正电荷相反。
1)左手定则
2)说明
f洛⊥B，f洛⊥v，f洛⊥Bv平面
因为f洛⊥v，f洛永远不做功，只起到改变速度方向的作用
1.推导：安培力是洛伦兹力的宏观表现
F安=Nf洛，N-导体中电荷的总个数
导体所受安培力F安=BIL
电流微观表达式 I=nqSv
导体中的电荷个数N=nLS
二 洛伦兹力的大小
2.公式
※※1） v⊥B，f =qvB
※2） v∥B，f =0
3） v与B夹角为θ，f =qvBsinθ
洛伦兹力 电场力
性质 磁场对在其中运动的电荷 有作用力(v≠B) 电场对放入其中的电
荷有作用力
产生 条件 v≠0，且v不与B平行 电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力
方向 左手定则 f⊥Bv平面 正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反
大小 f＝qvB(v⊥B) F＝qE
做功 情况 一定不做功 可能做正功，可能做负功，也可能不做功
3.洛伦兹力与电场力比较
三 电子束的磁偏转
1.结构
2.原理：电子束在磁场中偏转
问题1：电子束是怎样实现偏转的？
A
B
O
因电子束在磁场中受到洛伦兹力作用，所以发生偏转。
问题2：不加磁场电子束将打在O点，若要电子束打在A点，
偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
问题3：若要电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向里
问题4：若要电子束A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎么变化？
偏转磁场应该先垂直纸面向外逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐变大
A
B
O
3.扫描
电子束从最上一行到最下一行扫描一遍，叫做一场，电视机每秒要进行50场扫描，由于人的“视觉暂留”，我们感觉到整个屏幕都在发光。
四 洛伦兹力的应用
1.速度选择器
qvB
Eq
v
－
＋
1)应用:选择特定速度粒子
2)原理
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
B
E
若 ，则 的粒子做匀速直线运动（与m、q无关）。
①单向性：只可左侧进入，不仅选择速度大小，还选择速度方向。
②不选电性和电量
③E、B方向确定
④ v > E / B ，粒子偏向洛伦兹力方向，电场力做负功，动能减少
v < E / B ，粒子偏向电场力方向，电场力做正功，动能增加
2.磁流体发电机
1)应用：相当于发电机
2)结构：如图所示
3)原理
平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的正、负离子）喷入磁场，A、B之间就产生电压。如果把A、B和用电器相连，A、B就是一个直流电源的两极
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
A、B间电动势是多少？
已知板间距离为d，磁感应强度为B，等离子体的速度v垂直射入磁场
A、B哪个是正极？
A是正极
电离的气体
3.电磁流量计
1)应用
2)原理
测量高粘度及强腐蚀性流体的流量，它具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套等优点。
在非磁性材料做成的圆外加一匀强磁场，当管中的导电液流经此磁场区域时，测出管壁上a、b两点间的电压U，就可以知道管道中液体的流量Q-单位时间内流过液体的体积
3)流量计算
当电场力与洛伦兹力平衡时
a
b
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
B
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
v
D
课堂小结
大小：f洛=qvB
方向：左手定则，f洛⊥Bv平面
一、洛伦兹力
二、电视显像管的工作原理
A
B
O
1(多).在右面几幅图中，对洛伦兹力的方向判断正确的是( )
ABD
2．在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是( )
A．匀速直线运动
B．来回往复运动
C．变速直线运动
D．曲线运动
A
3．宇宙中的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将( )
A．竖直向下沿直线射向地面
B．相对于预定点稍向东偏转
C．相对于预定点稍向西偏转
D．相对于预定点稍向北偏转
C
4．关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是( )
A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力
B．安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷
一定不做功
C．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感
应强度一定为零
D．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变
带电粒子的运动状态
B
5．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说
法中正确的是( )
A．带电粒子沿电场线方向射入，电场力对带电粒子做
正功，粒子动能一定增加
B．带电粒子垂直于电场线方向射入，电场力对带电粒子
不做功，粒子动能不变
C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做
正功，粒子动能一定增加
D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子
都不做功，粒子动能不变
D
6．(多)如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则( )
A．小球带负电
B．小球的运动轨迹是一条抛物线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F 应逐渐增大
BD
再见！